Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 ·...

20
Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E erımérı 1 szakító diagramm próbatest (S 0 , L 0 =>S u , L u ) L tengelyirányú terhelı erı (húzó igénybevétel) Erı (F) - Megnyúlás (L) diagramm Nominális fesz (R) - nominális nyúlás (ε n ) diagramm [ ] 2 0 / mm N S F R = [] [ ] % 100 . , 0 0 = - = L L ill L L n n ε ε Jellemzı szakaszai: 1. Rugalmas szakasz R=E ε n 2. Folyás szakasz (Lüders nyúlás) 3. Egyenletes maradó nyúlás 4. Kontrakciós szakasz 1.1. Szakító próbatestek Hengeres és hasáb alakú szakító próbatest: a S 0 d L 0 L c L t a S 0 b S u L u

Transcript of Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 ·...

Page 1: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 1. oldal

1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E erımérı 1 szakító diagramm próbatest (S0, L0 =>Su, Lu) ∆L tengelyirányú terhelı erı (húzó igénybevétel) Erı (F) - Megnyúlás (∆L) diagramm

⇓ Nominális fesz (R) - nominális nyúlás (εn) diagramm

[ ]2

0

/ mmNS

FR = [ ] [ ]%100.,

00

⋅∆=−∆=L

Lill

L

Lnn εε

Jellemzı szakaszai: 1. Rugalmas szakasz R=E εn

2. Folyás szakasz (Lüders nyúlás) 3. Egyenletes maradó nyúlás 4. Kontrakciós szakasz

1.1. Szakító próbatestek

Hengeres és hasáb alakú szakító próbatest: a S0 d L0 Lc Lt a S0 b Su Lu

Page 2: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 2. oldal

L0 eredeti jeltáv = 5 d = 5,65√S0 nem hengeresnél: = 10d = 11,3√S0

Lc vizsgálati hossz = L0 + d/2 … + L0 2d = L0 + 1,5 √S0… + L0 + 2,5 √S0 Lt teljes hossz Ln szakadás utáni hossz S0 eredeti keresztmetszet

Szakítópróbatest vékony lemezbıl a b L0, Lc, Lt megegyezik az elızı fogalmakkal 0,2 mm ≤ a < 3 mm b = 20 mm L0 = 80 mm Lc = L0 + b/2 … L0 + 2 b

1.2. Lágyacél szakítódiagram

F ∆Lr ∆L ∆Lm ∆Lr pl.: pl.: rugalmas nyúlás maradó nyúlás öntöttvas nemesített acél

Fm m C Fu u (szakadás) FeH FeL p 1 3 2 ∆L 4 5 6 7

lágyacél szakítódiagramja

Page 3: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 3. oldal

Folyási nyúlás (maradó) (Ac) ( ) levı új szabvány szerint Rugalmas nyúlás (C pontnál) Maradó nyúlás (C pontnál) max egyenletes nyúlás (m-ig egyenletes) (Ag, (Ac)) max kontrakciós nyúlás (m-nél kezdıdik) Összes maradó nyúlás (A) Összes (rugalmas + maradó) nyúlás szakadáskor (At)

Alapvetı számítások:

Szakítószilárdság: [ ]2

0

/det

maxmmN

szetkeresztmetiere

erı

S

FR m

m ==

Felsı folyáshatár: [ ]2

0

/ mmNS

FR eH

eH =

Alsó folyáshatár: [ ]2

0

/ mmNS

FR eL

eL =

Szakadási nyúlás: [ ] [ ][ ]

−⋅−

=mmjeltáviere

mmjeltávierehosszutániszakadás

L

LLA u

det

det%100

0

0

A (A5) rövid arányos próba A11,3 (A10) hosszú arányos próba

Szakadási kontrakció: [ ] [ ][ ]

−⋅−

=2

2

0

0

det

det%100

mmszetkeresztmetiere

mmkeresztmutániszakításiere

S

SSZ u

F L0= 50 mm Fp0,2 0,2 % = 0,1 mm terhelt állapotban mért egyezményes folyáshatár ∆L 0,1 mm

Rp0,2 => az a fesz amely 0,2 %-s maradó alakváltozást hoz létre [ ]2

0

2,02,0 / mmN

S

FR p

p =

1.3. Alakváltozások értelmezése

1.3.1. Rugalmas

R [N/mm2] terhelés elıtt terhelve terhelés vége εn

A rugalmas alakváltozás reverzibilis (visszanyeri eredeti alakját a terhelés megszüntetésekor)

Page 4: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 4. oldal

1.3.2. Rugalmas és maradó

csúszási síkok nagyobb mértékben terhelés vége maradó alakváltozás terhelve

1.4. Szilárdsági jellemzık:

• rugalmassági modulus E [N/mm2] • folyáshatár Rp0,2, ReH, ReL [N/mm2] • szakítószilárdság Rm [N/mm2] • keménység Brinnel HB [-]

Vickers HV [-] Rockwell HRA, HRB, HRC [-]

1.4.1. Rugalmassági: E

az a fesz amely 100 % rugalmas megnyúlást eredményez E => tgα Hooke törvény: R = E εn => E = R / εn => ha εn = ∆L/L0 = 1 => R = E

Rugalmas anizotrópia szám: Emax/Emin ha kicsi => izotróp ha nagy => anizotróp

polikristályos fémes anyagok izotrópok (sok kristály statisztikailag rendezetlen) mivel a krisztallitok orientációja rendezetlen nem szerkezet érzékeny tulajdonság (nem növelhetı ReH és Rm növelı mechanizmusával) ÁLLANDÓ!!!!!!!!!!!!!!

1.4.2. Csavaró (csúsztató): G

Mely 1 cm sugarú hengeres rúd palástjának 1 cm hosszú részén 1 radián nagyságú rugalmas el-csavarodást okoz

1.4.3. Poisson féle szám: µµµµ (~0,3)

egyszerő húzó vagy nyomó fesz hatására bekövetkezı a fesz irányára merıleges és irányával pár-huzamos rugalmas alakváltozás hányadosa E = 2 G (1 + µ) => µ = E - 2G/ 2G pl: Al µ = 69000-52000/52000 = 0,33 Minél nagyobb a polikristályos fémek olvadáspontja, annál nagyobb E és G értéke A fémes anyagok E és G modulusa anizotróp (vektormennyiség), a kristálytani iránytól is függ FKK: felület középpontú TKK: térközéppontú FKK és TKK rácsú kristályoknál: • < 111 > irányokban E max

G min • < 100 > irányokban E min

G max

Page 5: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 5. oldal

1.4.4. Rugalmassági határ (fontos szilárdsági jellemzı)

Az a fesz ameddig az alakváltozás rugalmas és felette már maradandó alakváltozás lesz. Az elméleti rugalmassági határ pótolható:

• "kétezredes " határral: [ ]2

0

002,0002,0 / mmN

S

FR p

p =

az a fesz mely kétezred % maradó alakváltozást okoz (szerkesztése hasonló az Rp0,2-vel)

• "kétszázados" határral: [ ]2

0

02,002,0 / mmN

S

FR p

p =

az a fesz mely kétszázad % maradó alakváltozást okoz (szerkesztése hasonló az Rp0,2-vel)

1.4.5. Rugalmas alakváltozási munka

Az az energia melyet az anyag elnyel rugalmas alakváltozáskor és a terhelés megszüntetésekor, felszabadul. Egységnyi térfogatra vonatkoztatott alakváltozási energia mely ahhoz szükséges, hogy a szakító próbatestet leterhelt állapotból a kétezredes értékig terheljük Hooke: R = E εn vagyis R = E εny => εny = Ry/E

Helyettesítve: E

R

E

RRRU yy

ynyyr 22

1

2

12

=== ε

nagy Rp0,002, kis E => nagy Ur R [N/mm2] Ry jele: Ur [J/cm3 = N/mm2]

nyynr RRdU εε2

1~∫=

0,002 % εny εn

1.4.6. Folyáshatár: (fontos szilárdsági jellemzı)

Folyás szakasza megjelenik a szakítódiagramban

Felsı folyáshatár: [ ]2

0

/ mmNS

FR eH

eH = (a fesz érték amikor a terhelıerı csökkenni kezd)

Alsó folyáshatár: [ ]2

0

/ mmNS

FR eL

eL = (képlékeny folyás során mért legkisebb fesz)

1.4.7. Szakítószilárdság: (fontos szilárdsági jellemzı)

[ ]2

0

/det

maxmmN

szetkeresztmetiere

erı

S

FR m

m == (Fm max erı)

1.4.8. Metszı és érintı modulus

Nem lineárisan rugalmas anyagokban nem található meg a kezdeti egyenes szakasz, ezért nem lehetséges a Young modulus meghatározása (pl: polimerek)

Page 6: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 6. oldal

Metszı modulus F [N]

]/[

002,0

2

0

mmNSFR

n

=∆∆

ε

∆L [mm] 0,2 % megnyúlás Érintı modulus [N/mm2] R2 [N/mm] érintımeredekség szorozva L0/S0 [N/mm2] ∆R/∆εn = érintı modulus (R2-nél) R1 ∆R/∆εn = metszı modulus (0 és R1 közt) 0 εn

1.5. Szívóssági jellemzık

• szakadási nyúlás A [%] • kontrakció Z [%] • ütımunka KV, KU [J]

fajlagos ütımunka KCV, KCU [J/cm2]

1.5.1. Szakadási nyúlás:

[ ] [ ][ ]

−⋅−

=mmjeltáviere

mmjeltávierehosszutániszakadás

L

LLA u

det

det%100

0

0

A (A5) rövid arányos próba (=5d=5,65√S0) A11,3 (A10) hosszú arányos próba (=10d=11,3√S0)

ha nem hengeres hanem hasáb alakú a próbatest: π

π badba

d ⋅=⋅= 24

2

1.5.2. Szakadási kontrakció:

[ ] [ ][ ]

−⋅−

=2

2

0

0

det

det%100

mmszetkeresztmetiere

mmkeresztmutániszakításiere

S

SSZ u

Page 7: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 7. oldal

1.6. A szakító diagram alakját befolyásoló tényezık:

• a vizsgált anyag típusa (fém, kerámia, fa ….) • egy adott anyagnál a kémiai összetétel és szerkezet • fesz állapot vizsgálat közben (bemetszések) • vizsgálati hımérséklet • alakváltozási sebesség

1.6.1. Karbon tartalom:

növekedésével a szilárdsági tulajdonságok ↑ a szívósságiak ↓

1.6.2. Bemetszések:

élességének növekedésével a szilárdsági tulajdonságok ↑ a szívósságiak ↓

rugalmassági modulus szakadási nyúlás folyáshatár szakadási kontrakció szakítószilárdság ütımunka keménység

Page 8: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 8. oldal

1.6.3. Neutron besugárzás:

a szilárdsági tulajdonságok ↑ a szívósságiak ↓ R [N/mm2] után elıtt alakváltozás [%]

1.6.4. Hımérséklet:

növelésével a nem kifejezett folyáshatárral rendelkezı fémek ötvözetek képlékenysége (szívósság) ↑ sziárdsága ↓ R [N/mm2] kis hımérséklet nagy hımérséklet

hımérséklet hatása (köv. old. ábra) • 200-300 °C a szilárdság ↑ (Rm) a nyúlás ↓ alsó és felsı folyáshatár közti különbség egyre

kisebb • 300 °C felett a folyáshatár eltőnik a szakítószilárdság egyre alacsonyabb a nyúlás pedig egyre

nagyobb lesz

Page 9: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 9. oldal

1.6.5. Alakváltozási sebesség:

növelésével a szilárdság ↑ a szívóság ↓ [N/mm2] Rm Rm ↑ Rm ReH

][ 1

0

−⋅ ∆= s

tL

][ 1−⋅

1.7. Rideg anyagok vizsgálata

Hibák: • az anyagok felületén levı repedések => elısegítik a törés bekövetkeztét • a befogás során keletkezı hibák érvénytelenné teszik a vizsgálatot Problémák mérséklése: Probléma mérséklés: szakítás helyett hajlítás

F = repedéshez tartozó erı; L = alátámasztó hengerek közötti távolság; W = próbatest szélessége h = próbatest vastagsága

Page 10: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 10. oldal

A húzófesz az anyagban a nyomótüskével szemben levı oldalon ébred és itt jön létre a repedés R [N/mm2] Al2O3 az Al-oxid és üveg tipikus szakítódiagramja üveg εn

1.7.1. Hajlítószilárdság vagy repedés modulus

22

3

Wh

FLlárdsághajlítószi = [N/mm2]

nem hasáb hanem hengeres esetben: π3R

FL= [N/mm2] (R a test sugara)

A rideg anyagokból készítendı szerkezeti elemeket, alkatrészeket úgy tervezik, hogy az ébredı fesz döntıen nyomófesz legyen, mivel a repedések és más hibák a nyomás hatására összezáród-nak. A rideg anyagok sokkal nagyobb nyomó, mint húzó feszt viselnek el. Képlékenyen alakítható anyagoknál nincs lényeges különbség a húzó és nyomó szilárdság közt.

1.7.2. Feladat:

Üvegszálakkal erısített kompozit anyag szakítószilárdsága 310 [N/mm2] a próbatest szélessége (W): 12,5 mm, vastagsága (h): 9,5 mm, hossza: 200 mm, alátámasztás távolsága (L): 125 mm. Mekkora F kell a megrepesztéshez?

22

3310

Wh

FLlárdsághajlítószi == => N

L

WhF 1865

3

3102 2

==

1.8. Méretezés alapegyenlete, biztonsági tényezı

• minden mérnöki anyag mechanikai tulajdonsága változik bizonyos határok közt

• az alkatrész használata közben alkalmazott terhelés változik bizonyos határok közt

A biztonság megteremtése érdekében: • biztonságos vagy dolgozó fesz RW • redukált fesz Rred (összetett igénybevétel)

Méretezés alapegyenlete:

=

tényezıbiztonsági

határkifáradásiatárfolyáulusgirugalmassá

N

KRred

,sh,mod

Alakítható anyagoknál és statikus igénybevételnél: N

RR p

red2,0=

Rideg anyagoknál (pl.: kerámia) a szilárdsági értékek szórása nagy, ezért a biztonságos méretezés miatt gondos statikai elemzés kell. 1,2 < N < 4,0 => jó átlag N=2

ha N túl nagy => többlet anyagfelhasználás => többlet költség ha N túl kicsi => veszélyeztetett biztonság

BIZONYTALAN-SÁG

Page 11: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 11. oldal

N megvalósítása: • gazdaságossági megfontolások • korábbi tapasztalati tények • mechanikai tulajdonságok meghatározásának megbízhatósága • az igénybevétellel és a környezeti hatásokkal kapcsolatos infók megbízhatósága • az esetleges károsodás következményei 2. Ütı vizsgálatok

Page 12: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 12. oldal

Egy anyag ütéssel szembeni ellenállásának mértékét az anyag szívósságának mértéke.

Mechanikai tulajdonságok vizsgálati módszereinek csoportosítása az alakváltozási sebesség alapján:

vizsgálati módszer jellemzı folyamat alakváltozási sebesség

][/ 10 −

∆∆

= st

LLnε

1 % maradó alakvátozáshoz szük-séges idı

tartósság kúszás 10-5…10-9 103…107 statikus (szakítás) csúszás 10-1…10-5 10-1…103 dinamikus (ütı) törés 100…104 10-2…10-6 robbantásos lökéshullám 105…108 10-7…10-10

2.1. Charpy féle hajlító ütıvizsgálat:

A felhasznált energia az ütımunka, a lengı inga ütés elıtti és utáni energiájának különbsége. KV=80 J 2 mm mély V bemetszés 300 J ütımunka KU=80 J 5 mm mély U bemetszés KU= 100 / 3 =40 J Ütıenergia bemetszés mélysége [mm] pl.: KV1=142 J KV2= 102 J S01=10,15 × 8,35 cm2 S02= 10,25 × 8 cm2

Fajlagos ütımunka: KCV = KV / S 0 [J/cm2] az ütımunka és a próbatest keresztmetszetének hányadosa KCV1 = KV1 / S0= 142 / 0,85 = 167 J/cm2 KCV2 = KV2 / S0= 102 / 0,82 = 124 J/cm2

Page 13: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 13. oldal

2.2. Hımérséklet hatása az ütımunkára, átmeneti hımérséklet

A hımérséklet csökkenésével az anyag szívós állapotból ridegbe megy át.

TKK rácsú fémes anyag ütımunka-hımérséklet: ütımunka [J] szívós KV [J] 27,5 I P átmeneti hımérséklet az inflexiós pontnál vagy az a hımérséklet, ahol az anyag állapota ridegbıl 39,2 szívósba - vagy fordítva - megy át rideg T [°C] T2 T1

KVT : ütımunka szükségesnek ítélt legkisebb mértéke, folyáshatártól függ ha a vizsgált anyag folyáshatára: (KV: a V bemetszésre vonatkozik) < 300 [N/mm2] => KVT = 27,5 J ha, > 300 [N/mm2] => KVT = 39,2 J

Page 14: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 14. oldal

2 különbözı fémes anyag egyesítésével növelhetı az ütımunka és csökkenthetı az átmeneti hı-mérséklet => Rézréteges acélkompozit

2.3. Néhány tényezı hatása az átmeneti hımérsékletre (TT), az acélok törékenységére

az átmeneti hımérséklet és az acélok törékenysége függ: • kémiai összetételtıl • képlékeny alakítástól • hıkezeléstıl • besugárzástól (nagy energiájú n)

egy adott anyagnál az átmeneti hımérséklet függ: • próbatest alakjától, méretétıl • próbatest orientációjától • ütés végsebességétıl

Page 15: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 15. oldal

2.3.1. Kémiai összetétel hatása

Karbon tartalom hatása

• a C tartalom ↑ jelentısen növeli az átmeneti hımérsékletet

(C ↑ 0,1 %-kal => TTKV 20-30 °C-l nı) • C tartalom csökkenésével az ütımunka max értéke nı

Hegesztett szerkezetekhez használt lágyacélok: C < 0,25 % => nagyon érzékenyek az üzemeltetési hımérséklet változásra • A Mn (0,1 % növelésre 8-10 °C csökken) és a Ni (kb 2 %-ig kedvezıen hat a szívósságra)

jelentısen csökkenti az átmeneti hımérséklet értékét

2.3.2. Képlékeny alakváltozás hatása az átmeneti hımérsékletre

Az acélszerkezetek szerelésekor kismértékő hideg alakítás lép fel, melyek hatására az anyagban levı diszlokációk száma megnı (az anyag ridegedik) emiatt az átmeneti hımérséklet megnı. Az alkalmazandó anyagmennyiséget úgy kell megválasztani, hogy az átmeneti hımérséklet pon-tosan annyival legyen nagyobb mint amennyivel csökken a hideg alakítás hatására.

2.3.3. Hıkezelés hatása az átmeneti hımérsékletre

• Ferrit szemcsenagyságának megváltozása (szemcse méret ↓ az átmeneti hımérséklet ↓) => finomszemcséjő acélok kedvezıek a felhasználás szempontjából

• Alakítási öregedés (a hideg alakítás önmagában növeli az átmeneti hımérsékletet) A nitrogén leblokkolja a diszlokáció hatását ennek hatására az anyag ridegedik és az átmeneti hımérséklet csökken

• Kéktörékenység (ha ↓ az ütımunka, akkor ↑ az átmeneti hımérséklet) 2 próbatest: egyiket felhevítjük a kék futtatási szín hımérsékletére (200-250 °C), majd elüt-jük, ha ez az érték kisebb mint szobahımérsékleten a próbatest ütımunkája, akkor az acél hajlamos a kéktörékenységre

• Megeresztési ridegség (nagy Cr és Ni tartalmú acéloknál, akkor mikor megeresztés után a hőtés lassú szobahımérsékletre) kiküszöbölhetı a gyors hőtéssel Az ütımunka értéke rideg acélnál ↓, az átmeneti hımérséklet ↑

Page 16: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 16. oldal

2.3.4. Neutron besugárzás hatása az átmeneti hımérsékletre

Besugárzás hatására az ütımunka értéke ↓, az átmeneti hımérséklet ↑

2.3.5. A próbatest alakjának és méreteinek befolyása az átmeneti hımérsékletre

• Bemetszés: A próbatest bemetszésének alakja nagymértékben hat az ütımunkára és az átmeneti hımér-sékletre ( a V bemetszéső próbatest ütımunkája < mint az U bemetszésőé, de átmeneti hı-mérséklete nı, a V bemetszés fesz győjtı hely)

• Bemetszés-érzékenység: Lemez és gömbgrafitos anyagot vizsgálunk, mindkettıbıl 1-1 bemetszett illetve anélküli pró-batestet. Ütıvizsgálat után azt tapasztaljuk, hogy a lemezgrafitos öntöttvas ütımunkája közel azonos mindkét esetben, míg a gömbgrafitos öntöttvasnál a bemetszett próbatest ütımunkája jelentısen lecsökkent.

Magyarázat: a lemezgrafitos öntöttvasban számtalan grafitlemez található, ami 1-1 belsı bemet-szésnek tekinthetı, míg a külsı bemetszésnek nincs jelentıs hatása, gömbgrafitos ütımunkánál nincs belsı bemetszés, így a külsı bemetszés hatása jelentıs.

2.3.6. A próbatest valamint a bemetszés iránya és az átmeneti hımérséklet közti összefüggés

A hosszirányban hengerelt próbatestekkel meghatározott ütımunka értékek nagyobbak, mint a keresztirányúaknál. A próbatest iránya jelentısen hat az ütımunka-hımérséklet görbére. Külön-bözı anyagok ütımunkájának összehasonlításakor a próbatestek irányának és a bemetszések irá-nyának azonosnak kell lenni!!

2.3.7. Az ütési végsebesség befolyása az átmeneti hımérsékletre

Az ütési végsebesség ↑az átmeneti hımérséklet ↑ (az anyag ridegedik)

3. Keménységvizsgálat

Keménység: a szilárd anyagoknak az alakváltozással szemben tanúsított ellenállása (vagyis ke-ményebb idegen test benyomódásával szemben tanúsított ellenállás)

Statikus Dinamikus Egyéb Szúrókeménység -Brinnel (1900) HB -Viskers HV -Rockwell HR

-Poldi kalapács -Durométer -Shoork féle keménység

Roncsolás mentes módszerek -Mágneses -UH -Karc -Penetrációs -Akusztikus

A keménységi mérıszám felvilágosítást ad a szilárdságról, de nem tisztán fesz jellegő mérıszám Származtatás: H = hard (kemény) H = F / A [kp/mm2 =>nincs mértékegység] Az alkalmazható terhelı erı szerint csoportosítva:

• Makró 1-3000 kp • Mikró 5-2000 pond keménységvizsgálatok

Page 17: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 17. oldal

3.1. Brinnel

Szúrószerszám edzett acélgolyó, melyet az átmérıtıl függıen, ismert erıvel, a minta felületére ⊥ a felületbe nyomunk. A számolási képletet ritkán használják, táblázatból határozzák meg a d, D, és F alapján, de a modern gépek már kiírják az eredményt. Szabvány határozza meg az anyaghoz tartozó terhelı erıt. Egy mérés nem mérés legalább 3 db kell !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Szabványos golyóátmérık: D = 10; 5; 2,5; 2; 1 mm lehet

Vizsgálat paramétereinek megadása: 185 HB 5 / 750/ 20 keménységi keménységi golyó terhelı terhelés mérıszám vizsgálat átmérı erı [kp] ideje [s]

A vizsgálat idıtartama: Acél: 15 s AlCu: 30 s Pb: 180 s Minél puhább az anyag annál tovább vizsgáljuk.

Page 18: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 18. oldal

3.2. Vickers

Szúrószerszám négyzetalapú gyémántgúla melyet, ismert erıvel, a minta felületére ⊥ a felületbe nyomunk. Kemény anyagok vizsgálatához, mivel a gyémánt nagyon kemény. Körültekintı elıkészítést igényel.

Vizsgálat paramétereinek megadása: 640 HV 30 / 20 keménységi keménységi terhelı terhelés mérıszám vizsgálat erı [kp] ideje [s]

A vizsgálat idıtartama: Acél, ötvözet, színesfém: 10-15 s könnyő fém: 300 s Igen könnyő fém: 1800 s

3.3. Terhelı erı hatása a keménységre

Mikró keménység méréssel mért adaton mindig nagyobb értékőek mint a makróval mértek. Keménység eredmények összehasonlításához szükséges, hogy a terhelıerık azonosak legyenek.

Page 19: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 19. oldal

3.4. Rockwell

Szúrószerszám 120° csúcsszögő gyémántkúp (HRA, HRC: kemény vizsg.) vagy edzett acélgolyó (HRB: lágy vizsgálatokhoz), Itt a benyomódás mélységét mérik

120 °

Vizsgálat paramétereinek megadása: Keménység HRC HRA HRB Szúrószerszám 120 ° gyémántkúp Edzett acélgolyó

d=0,0625”=1,59 mm 850 HV 10

Elıterhelés (F0 kp(N)) 10(98) 10(98) 10(98) Fıterhelés (F1 kp(N)) 140(1373) 50(490) 90(883) Teljes (F0+F1 kp(N)) 150(1471) 60(588) 100(981) HR keménység 100-(e/0,002) 130-(e/0,002)

Page 20: Anyagvizsgálat I.users.atw.hu/schatten/files/start/anyagvizsgalat.pdf · 2011-07-20 · Anyagvizsgálat I. 1. oldal 1. Szakítóvizsgálat F + diagramíró 3 2 4 E er ımér ı 1

Anyagvizsgálat I. 20. oldal

3.5. Equotip

Dinamikus, rugalmas visszapattanás elvén mőködı keménységmérés. Sorozatgyártás megbízható, gyors, dokumentálható mérése.

Mérés elve: A mérıfejet ⊥ ráállítani a mérendı tárgy felületére, megnyomva az indítógombot, az ütıtest be-csapódik a felületre, majd visszapattan. Méri a tárgy felülete felett 1 mm-re a becsapódási (A) és

visszapattanási (B) sebességet. 1000A

BHL =

A készülék megjeleníti a HL mért egyedi értékeit, illetve az alkatrészen mért értékekbıl számí-tott átlagot és szórást. A HL értékeket az elıválasztás szerint átszámítja a készülék a statikus keménységi értékekre: HB, HV, HRC, HRB